2001 Fiscal Year Annual Research Report
誘導異方性および密度変化を考慮できる土の構成式と複合荷重下の支持力問題への応用
| Project/Area Number |
12650492
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
中井 照夫 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (00110263)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
檜尾 正也 名古屋工業大学, 工学部, 助手 (00335093)
前田 健一 名古屋工業大学, 工学部, 助教授 (50271648)
|
|---|
| Keywords | 砂 / 粘土 / 構成モデル / 異方性 / 密度 / 支持力 / 有限要素法 / モデル試験 |
|---|
| Research Abstract |
本年度は昨年度の研究に引き続いて、支持力問題への適用に関する研究を行った。
1)傾斜荷重、偏心荷重、複合荷重下の支持力問題の2次元および3次元有限要素解析を行った。解析では地盤材料の密度変化や応力履歴を考慮した有限変形解析を行うとともに、通常の微少変形解析も併せて行い、これら諸要素の考慮の有無が結果に及ぼす影響についても検討した。なお解析では、基礎と地盤間の摩擦を考慮するため、すでに開発済みの弾塑性ジョイント要素を導入した(弾塑性ジョイント要素の適用性は土圧問題の解析等で検証済みである)。
2)解析に対応した支持力実験を試作した装置を用いて行った。実験では基礎の支持力や変位だけでなく、せん断帯の発生を含め地盤の変形挙動をデジタルカメラで計測し、解析結果と比較・検討した。また、地盤中の密度(間隙比)の変化にも着目し、有限変形解析結果と比較した。
3)以上の解析および実験結果から、支持力問題において、特に密度や応力履歴の考慮の仕方が地盤の応力・変形挙動にどのように反映されるか検討を加えた。単純および複合荷重下における支持力の予測は現在古典的な塑性解析を応用してなされているが、これら現在の解析法の適用性を含め、種々の応力条件下の支持力および地盤の変形予測法の開発を試みた。
以上の研究を通して、信頼性のある支持力問題の弾塑性解を得るためには、要素レベルで拘束応力の影響(密度変化の影響)と主応力軸の回転を含む応力誘導異方性の両方を適切に評価できる構成式を用い、幾何学的非線形性および境界条件を考慮して支持力問題を解く必要があることを示した。
|
-
[Publications] T.Nakai et al.: "Formulation of the influence of the density and the stress path dependency of plastic flow"Powder and Grains. 1. 217-221 (2001)
-
[Publications] T.Nakai et al.: "Behavior of reinforced foundation under uplift and push-in loadings-model tests and analyses"IS-Kyushu 2001. 1. 593-598 (2001)
-
[Publications] 岡田和也他: "種々の荷重条件下のパイルドラフト基礎の実験とその解析"第37回地盤工学研究発表会. (2002)
-
[Publications] 足立浩輔他: "種々の荷重条件下における補強基礎の支持力実験とその解析"第37回地盤工学研究発表会. (2002)
